DE860227C

DE860227C - Circuit arrangement for frequency modulation of an oscillator oscillation

Info

Publication number: DE860227C
Application number: DEN4461A
Authority: DE
Inventors: Johannes Marinus Van Hofweegen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1950-09-28
Filing date: 1951-09-23
Publication date: 1952-10-30
Also published as: DE860229C; US2662215A; FR1043310A; NL78894C; FR104310A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einem Oszillator und einem mit ihm gekoppelten Mehrsteuergittermodulator zur Frequenzmodulation der Oszillatorschwingung. Sie bezweckt insbesondere eine Schaltungsanordnung mit besonders guter· Linearität der Modulationskennlinie zu schaffen, z. B. eine Verzerrung von weniger als —6odb bei i°/oo Frequenzhub.The invention relates to a circuit arrangement with an oscillator and one coupled to it Multi-control grid modulator for frequency modulation of the oscillator oscillation. It aims in particular a circuit arrangement with particularly good linearity of the modulation characteristic create, e.g. B. a distortion of less than -6odb at 100% frequency deviation.

Es wurden bereits viele Vorschläge zum Linearisieren der Modulationskennlinie eines frequenzmodulierten Oszillators gemacht. Es wurde z. B. vorgeschlagen, den Anodenwechselstrom der Modulatorröhre gleichzurichten und in Gegenphase zur Modulationsspannung dem Eingang dieser Röhre zurückzuführen. Es zeigt sich jedoch in der Praxis; daß diese Schaltungsanordnung bei einer höheren mittleren Frequenz der zu erzeugenden frequenzmodulierten Schwingung, z. B. 30 MHz, sich infolge der auftretenden Streukapazität nicht mehr auf einfache Weise ausbilden läßt. Auch hat man schon vorgeschlagen, die Modulatorröhre niederfrequent positiv oder negativ rückzukoppeln, aber diese Rückkopplung ist für die verschiedenen Exemplare derselben Röhrentype verschieden, so daß sie nach jedem Röhren wechsel neu eingestellt werden muß.There have already been many proposals for linearizing the modulation characteristic of a frequency-modulated Oscillator made. It was z. B. proposed the anode alternating current of the modulator tube rectify and in phase opposition to the modulation voltage to the input of this tube traced back. However, it shows in practice; that this circuit arrangement at a higher mean frequency of the frequency-modulated oscillation to be generated, e.g. B. 30 MHz, as a result the stray capacitance that occurs can no longer be formed in a simple manner. Also one has already proposed to feed back the modulator tube at low frequency, positive or negative, but this feedback is different for the different specimens of the same type of tube, so that they must be readjusted after every tube change.

Der Erfindung zugrunde liegende Untersuchungen haben ergeben, daß, wenn beispielsweise dem erstenThe invention underlying studies have shown that if, for example, the first

Steuergitter einer Modulatorpentode die dem Oszillatorkreis entnommene Hochfrequenzschwingung und dem als zweites Steuergitter ausgebildeten Fanggitter die Niederfrequenzmodulationsschwingung zugeführt werden, für einen ganz definierten Wert der negativen Gittervorspannung des zuletzt erwähnten Gitters eine geringe Verzerrung auftritt. Die zu diesem Zweck erforderliche Einstellung dieser Gittervorspannung ist jedoch besonders ίο kritisch und bei jeder Röhre verschieden, so daß beim Austausch der Modulatorröhre eine neue Einstellung erforderlich ist.Control grid of a modulator pentode the high-frequency oscillation taken from the oscillator circuit and the catching grid designed as a second control grid, the low-frequency modulation oscillation are supplied, for a well-defined value of the negative grid bias of the last mentioned grating, there is little distortion. The setting required for this purpose However, this grid bias is particularly ίο critical and different for each tube, so that A new setting is required when replacing the modulator tube.

Die Erfindung gibt die Möglichkeit, unter Umgehung einer kritischen Einstellung der Modulatorröhre, auf sehr einfache Weise hohe Linearitätsbedingungen der Modulationsschaltung zu erfüllen. Gemäß der Erfindung wird die Nichtlinearität der Modulatorkennlinie, die sich durch die Modulation der Osz'illatorschwingung an einem und der Modulationsschwingung an einem anderen Steuergitter des Modulators ergibt, durch Zuführung der Modulationsschwingung auch zu diesem einen Steuergitter ausgeglichen.The invention gives the possibility, by bypassing a critical setting of the modulator tube, to meet high linearity conditions of the modulation circuit in a very simple way. According to the invention, the non-linearity of the modulator characteristic, which is caused by the modulation the oscillator oscillation on one and the modulation oscillation on another control grid of the modulator results in a control grid by supplying the modulation oscillation to this too balanced.

Die Erfindung ist in der Zeichnung näher erläutert, in derThe invention is explained in more detail in the drawing, in which

Fig. ι ein Ausführungsbeispiel und Fig. 2 und 3 Verzerrungskennlinien darstellen. In Fig. ι bezeichnet 1 eine Oszillatorröhre, deren Anode über einen abgestimmten Kreis 2 zum Steuergitter rückgekoppelt ist. Die Spannung am Kreis 2 wird über einen Sperrkondensator 4 und ein praktisch um 90⁰ phasendrehendes Netzwerk, das den Widerstand 5 und die Gitterkathodenstreukapazitätö einer Modulatorröhre 3 enthält, dem ersten Steuergitter 7 dieser Röhre 3 zugeführt, so daß der diese Röhre durchfließende Strom 90⁰ in der Phase gegenüber der Spannung am Kreis 2 verschoben ist. Dieser Strom wird direkt oder aber die entsprechende Spannung wird über das Gitter der Oszillatorröhre 1 dem Kreis 2 zugeführt und wirkt dabei so, als ob eine Reaktanz parallel zu dem Kreis 2 geschaltet wäre. Einem als zweiten Steuergitter 8 ausgebildeten Fanggitter der Röhre 3 wird eine von den Klemmen 9 gelieferte Modulationsschwingung zugeführt, wodurch die Steilheit der Röhre 3 und damit die gleichsam parallel zum Kreis 2 geschaltete Reaktanz in Abhängigkeit von dieser Modulationsschwingung wechselt, so daß sich eine Frequenzmodulation der Oszillatorschwingung ergibt.Fig. Ι an embodiment and Figs. 2 and 3 show distortion characteristics. In Fig. Ι 1 denotes an oscillator tube, the anode of which is fed back to the control grid via a tuned circuit 2. The voltage at circuit 2 is fed to the first control grid 7 of this tube 3 via a blocking capacitor 4 and a ^{network which practically rotates the phase by 90 0} and which contains the resistor 5 and the grid cathode stray capacitance of a modulator tube 3, so that the current flowing through this tube is 90 ⁰ in the phase is shifted compared to the voltage on circuit 2. This current is fed directly or the corresponding voltage is fed to the circuit 2 via the grid of the oscillator tube 1 and acts as if a reactance were connected in parallel with the circuit 2. A modulation oscillation supplied by the terminals 9 is fed to a second control grid 8 of the tube 3, whereby the steepness of the tube 3 and thus the reactance switched parallel to the circuit 2 changes as a function of this modulation oscillation, so that a frequency modulation of the oscillator oscillation occurs results.

Es zeigt sich nun, daß die erzeugte Modulationskennlinie, d. h. der Frequenzhub als Funktion der Modulationsschwingung, eine bedeutende Verzerrung, und zwar im wesentlichen zweite harmonische Verzerrung erfährt, die besonders stark entsprechend der negativen Vorspannung des zweiten Steuergitters 8 wechselt. In Fig. 2 stellen die Kurven a, b, c und d vier Kennlinien für die zweite harmonische Verzerrung d_z dar, als Funktion der negativen Vorspannung F₁₀, die über die Klemme 10 dem zweiten Steuergitter 8 zugeführt wird, gemessen an vier Exemplaren der Röhrengattung EF 50. Wie aus der Figur ersichtlich, weist jede Röhre bei einem ganz definierten Wert der Vorspannung F₁₀, und zwar bei a_x bzw. b_v C₁ und Ct₁ eine besonders geringe zweite harmonische auf, die jedoch schon bei einer etwas verfehlten Einstellung der Vorspannung F₁₀ schnell zunimmt. Außerdem zeigt sie, daß die vorteilhafteste negative Vorspannung Röhre für Röhre verschieden ist, so daß es beim Austausch der Modulatorröhre 3 erforderlich ist, die negative Vorspannung des bteuergitters 8 neu einzustellen.It can now be seen that the generated modulation characteristic, ie the frequency deviation as a function of the modulation oscillation, experiences a significant distortion, namely essentially second harmonic distortion, which changes particularly strongly in accordance with the negative bias of the second control grid 8. In Fig. 2, the curves a, b, c and d represent four characteristics for the second harmonic distortion d _z , as a function of the negative bias voltage F ₁₀ , which is fed to the second control grid 8 via the terminal 10, measured on four copies of the Tube genus EF 50. As can be seen from the figure, each tube has _{a particularly low second harmonic at a very defined value of the bias voltage F 10} , namely at a _x or b _v C ₁ and Ct ₁ , which, however, already has a slightly failed setting of the preload F ₁₀ increases rapidly. It also shows that the most advantageous negative bias is different tube by tube, so that when the modulator tube 3 is replaced it is necessary to readjust the negative bias of the control grid 8.

Gemäß der Erfindung wird die Modulationsspannung auch dem ersten Steuergitter 7 der Modulatorröhre zugeführt. Hierdurch ergibt sich nicht nur ein größerer Frequenzhub der erzeugten Schwingung, sondern auch ein praktisch vollständiger Ausgleich der Verzerrung, so daß nunmehr für die zweite harmonische Verzerrung d₂ die Kennlinie nach Fig. 3 gefunden wird. Überraschenderweise ist das auf diese Weise erzielte Ergebnis bedeutend günstiger als mit dem bereits angeregten Verfahren zur Behebung der Verzerrung erreicht wurde. Insbesondere zeigt sich, daß verschiedene Pentodenröhrentypen, wie die EF 50, die EF 42 und die EF 80, bei denen die Oszillatorschwingung dem ersten Steuergitter 7 und die Modulationsschwingung den beiden Steuergittern 7 und 8 zugeführt wird, vorteilhafte Ergebnisse liefern. Der Bereich / in Fig. 3, in dem die zweite harmonische Verzerrung geringer als — 60 db ist, ist auch erheblich größer geworden, so daß verschiedene Röhrenexemplare bei der gleichen negativen Vorspannung des zweiten Steuergitters 8 betrieben werden können und somit auswechselbar sind. Diese negative Vorspannung ist jedoch für die verschiedenen Röhrentypen verschieden. Es liegt z. B. die vorteilhafteste Einstellung für die EF 50 zwischen — 35 und — 45 V, für die EF 42 dahingegen in der Umgebung von — 10 V.According to the invention, the modulation voltage is also fed to the first control grid 7 of the modulator tube. This results not only in a greater frequency deviation of the generated oscillation, but also in practically complete compensation of the distortion, so that the characteristic curve according to FIG. 3 is now found for the second harmonic distortion d _2. Surprisingly, the result achieved in this way is significantly more favorable than was achieved with the already suggested method for eliminating the distortion. In particular, it has been shown that different types of pentode tubes, such as the EF 50, the EF 42 and the EF 80, in which the oscillator oscillation is fed to the first control grid 7 and the modulation oscillation to the two control grids 7 and 8, provide advantageous results. The area / in FIG. 3 in which the second harmonic distortion is less than -60 db has also become considerably larger, so that different tube examples can be operated with the same negative bias of the second control grid 8 and are thus interchangeable. However, this negative bias is different for the different types of tubes. It is z. B. the most advantageous setting for the EF 50 between - 35 and - 45 V, for the EF 42 in the area of - 10 V.

Obgleich es ferner üblich ist, die negative Gittervorspannung des ersten Steuergitters 7 unter Zuhilfenahme eines entkoppelten Kathodenwiderstandes zu erzeugen, ergibt sich nunmehr in der Praxis, daß weniger Verzerrung auftritt, wenn dieser Kathodenwiderstand ,fortgelassen wird, so daß diese negative Gitterspannung durch Gitterstromgleichrichtung über den Gitter ableitungs wider stand 11 erzeugt wird.Although it is also common to use the negative grid bias of the first control grid 7 to generate a decoupled cathode resistor, results in practice now, that less distortion occurs if this cathode resistor is omitted, so that this negative grid voltage through grid current rectification via the grid discharge resistance 11 is produced.

Claims

Patent claims:

1. Circuit arrangement with an oscillator and a multi-control grid modulator coupled to it for frequency modulation of the oscillator oscillation, characterized in that, that the non-linearity of the modulation characteristic, which is caused by the modulation of the oscillator oscillation at one and the modulation oscillation at another control grid of the modulator, is thereby compensated, that the modulation oscillation is also fed to this one control grid.

2. Circuit arrangement according to claim 1, in which a pentode is used as a modulator

and in which the oscillator oscillation is fed to the control grid, characterized in that that the modulation oscillation is fed to the control grid and the capture grid.

3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the control grid of the Pentode generated their negative grid bias voltage by grid current rectification and the A negative bias voltage is applied to the catch grid of the pentode.

1 sheet of drawings